在對新技術(shù)的追逐上，新能源車(chē)企顯示出比動(dòng)力電池企業(yè)更高的積極性，希望借此在品牌和市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)上擁有更多的發(fā)揮空間。不過(guò)，五花八門(mén)的新電池將續航里程鎖定在1000公里，引發(fā)了業(yè)內對其量產(chǎn)能力的質(zhì)疑。由此，也引發(fā)行業(yè)思考——未來(lái)動(dòng)力電池究竟長(cháng)啥樣?
拼搶賽道 新技術(shù)落地仍需時(shí)日
作為電動(dòng)汽車(chē)的“心臟”，動(dòng)力電池性能直接影響車(chē)況。
日前，蔚來(lái)發(fā)布首款150kWh固態(tài)電池，宣布可實(shí)現360Wh/kg超高能量密度，搭載該電池的蔚來(lái)eT7轎車(chē)續航里程將超過(guò)1000公里。但鑒于固態(tài)電池的技術(shù)難度和高成本等原因，消息一經(jīng)發(fā)布，便引發(fā)“固態(tài)電池能否提前量產(chǎn)”的熱議。蔚來(lái)官方澄清，稱(chēng)2022年量產(chǎn)的固態(tài)電池，確切來(lái)說(shuō)是“半固態(tài)電池”，其內部仍帶有少量液態(tài)電解質(zhì)。
隨后智己汽車(chē)發(fā)布消息，稱(chēng)即將上市的新車(chē)最高可支持近1000公里的續航，該車(chē)高配選用115kWh電池，搭載摻硅補鋰技術(shù)，并可做到20萬(wàn)公里零衰減，永不自燃，一時(shí)間賺足了噱頭。
緊接著(zhù)，廣汽埃安在官方微博上宣布石墨烯基電池即將量產(chǎn)，“搭載石墨烯基超級快充電池的車(chē)型8分鐘可充滿(mǎn)80%，續航里程達1000公里”。
新電池接二連三的發(fā)布，但落地都需要一定時(shí)間，業(yè)內不乏質(zhì)疑之聲。
“既能跑1000公里，又能幾分鐘內充完電，而且還特別安全，成本還非常低，大家不用相信，因為這是不可能的。”中國科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高近日在中國電動(dòng)車(chē)百人會(huì )論壇上的發(fā)言，將矛頭指向了宣傳勢頭兇猛的新電池，一石激起千層浪。
面對質(zhì)疑，廣汽埃安總經(jīng)理古惠南回應：“如果一款電池的性能指標都達到了，那這款電池就已經(jīng)是非常完美的技術(shù)了，顯然現階段還不現實(shí)。”言下之意，廣汽埃安發(fā)布的石墨烯基超級快充電池和長(cháng)續航硅負極電池是兩種不同的技術(shù)，分別解決電動(dòng)汽車(chē)“充電速度慢”和“續航里程短”兩大痛點(diǎn)。
“在三元鋰電池的基礎上增加1%—2%的石墨烯正負極材料，可大幅提升電池充電效率和散熱性能。”廣汽方面同時(shí)坦言，新技術(shù)落地應用不僅是電池問(wèn)題，也跟充電樁的功率、變壓器能力相關(guān)，大功率充電設備是當前石墨烯基電池商業(yè)推廣的瓶頸。
“破壁”機遇浮現 提升能量密度與安全性并重
行業(yè)對新技術(shù)的強烈反應，也表明了電動(dòng)汽車(chē)對動(dòng)力電池高安全性、高續航能力的迫切需求。
那么，未來(lái)哪種電池能滿(mǎn)足市場(chǎng)需求?目前，動(dòng)力電池多為鋰離子電池，以磷酸鐵鋰、三元或者鈷酸鋰作為正極，石墨作為負極，液體電解質(zhì)，提升性能無(wú)非在材料和系統創(chuàng )新方面下功夫。寧波容百新能源科技公司總裁助理佘圣賢認為，在保證安全條件下，高鎳正極依舊是未來(lái)方向。2025年之前，隨著(zhù)高鎳材料的大規模生產(chǎn)、制造成本的降低，高鎳三元電池的價(jià)格會(huì )迅速接近于磷酸鐵鋰，同時(shí)目前運用于磷酸鐵鋰的模組技術(shù)也會(huì )運用于三元電池;到2030年，隨著(zhù)三元電池有價(jià)金屬的回收，其全生命周期成本會(huì )比磷酸鐵鋰更有競爭力。
“三元電池減鈷加鎳，磷酸鐵鋰之后發(fā)展鎳錳酸鋰。”在中國科學(xué)院物理研究所研究員黃學(xué)杰看來(lái)，未來(lái)動(dòng)力電池的重點(diǎn)是提升電池能量密度，并穩定層狀結構。
不過(guò)，當前鋰離子電池的能量密度已經(jīng)達到300Wh/kg，達到了液態(tài)鋰離子電池的極限。中國工程院院士陳立泉建議發(fā)展固態(tài)電池，并逐漸過(guò)渡到全固態(tài)鋰電池。
黃學(xué)杰同樣認為，全固態(tài)鋰電池是革命性技術(shù)，未來(lái)10年是發(fā)展的破壁期。在此基礎上，動(dòng)力電池將擺脫對過(guò)渡金屬的依賴(lài)，制造方法、系統結構也將發(fā)生變化。
佘圣賢表示，目前，高鎳三元材料在整個(gè)三元材料中的滲透率只有20%，隨著(zhù)新技術(shù)，尤其是固態(tài)電池的發(fā)展，到2025年后其滲透率將達到60%以上。
“安全是永恒的主題。不要指望換一種新電池，解決所有問(wèn)題。”歐陽(yáng)明高同時(shí)提醒，動(dòng)力電池的安全問(wèn)題還沒(méi)有得到根本解決，要從材料層次設計、單體電池熱蔓延與熱管理方面著(zhù)手，同時(shí)還要通過(guò)電池智能管理與充電控制系統進(jìn)行熱失控提前預警，這是整車(chē)企業(yè)必須掌握的核心技術(shù)。
鈉、鋰路線(xiàn)“兩手抓” 尋求整車(chē)技術(shù)創(chuàng )新
“雖然1000公里的續航不是我們追求的主要目標，但電動(dòng)汽車(chē)的能量需求還是要上升的。”歐陽(yáng)明高指出，電池材料創(chuàng )新是厚積薄發(fā)的過(guò)程，要平衡比能量、壽命、快充、安全、成本等相互矛盾的性能指標，需要長(cháng)期努力。
在陳立泉看來(lái)，行業(yè)在發(fā)展固態(tài)鋰電池的同時(shí)，也要發(fā)展鈉離子固態(tài)電池，要堅持“兩手抓”。“如果全世界的汽車(chē)都采用鋰離子電池，容量根本不夠。我們一定要考慮新一代電池，鈉離子電池是首選。”
“以?xún)r(jià)格最便宜的磷酸鐵鋰電池為參考，其原材料成本為0.34元/Wh，而鈉離子電池的原材料成本為0.26元/Wh，價(jià)格較為便宜。今年1月，碳酸鋰電池的價(jià)格為54000元/噸，比去年上漲了12000元/噸。估計未來(lái)碳酸鋰的價(jià)格還會(huì )繼續上漲。這是發(fā)展鈉離子電池的一個(gè)重要原因。”陳立泉認為，目前軟包裝的鈉離子電池能量密度已達145Wh/kg，且低高溫性能較好。
除了動(dòng)力電池本身，整車(chē)的技術(shù)創(chuàng )新也是新能源汽車(chē)性能優(yōu)化的方向。歐陽(yáng)明高認為，純電動(dòng)汽車(chē)的環(huán)境適應技術(shù)需求十分迫切，熱泵空調、電機加熱等電池熱管理系統效能，面向冬季工況的動(dòng)力系統廢能綜合利用，以及充電場(chǎng)景下電插槍保溫和脈沖加熱等都需要改進(jìn)和創(chuàng )新。
(作者：盧奇秀)
